Confronto tra vantaggi e svantaggi dell'utilizzo di carbonato di sodio o idrossido di sodio per la regolazione del pH dell'acqua di alimentazione delle caldaie.

1, acqua di alimentazione della caldaia per regolare il valore del pH del motivo

Oggi, la maggior parte delle caldaie in Cina utilizza acqua demineralizzata tramite osmosi inversa o acqua addolcita tramite scambio ionico con resina di sodio. Il valore del pH di quest'acqua è generalmente basso e acido: quello dell'acqua demineralizzata tramite osmosi inversa è solitamente compreso tra 5 e 6, mentre quello dell'acqua addolcita tramite scambio ionico con resina di sodio è generalmente compreso tra 5,5 e 7,5. Per ovviare alla corrosione causata dall'acqua acida che alimenta caldaie e tubature, secondo la norma nazionale BG/T1576-2008, il valore del pH dell'acqua per caldaie industriali deve essere compreso tra 7 e 9, mentre quello dell'acqua demineralizzata tra 8 e 9,5. Pertanto, è necessario regolare il valore del pH dell'acqua di alimentazione delle caldaie.

2. Il principio di base dell'aggiunta di carbonato di sodio all'acqua di alimentazione della caldaia per regolare il valore del pH.

Il carbonato di sodio è comunemente noto come soda, carbonato di sodio, alcali di lavaggio, classificato come sale, non alcalino, con formula chimica Na2CO3, e in circostanze normali si presenta come una polvere bianca o sale fine. Il principio di base dell'aggiunta di carbonato di sodio all'acqua di alimentazione della caldaia per regolare il valore del pH è quello di utilizzare il carbonato di sodio che, sciogliendosi in acqua, diventa alcalino, neutralizzando l'anidride carbonica presente nell'acqua di alimentazione acida e risolvendo la corrosione causata dall'acqua addolcita acida o dall'acqua salata sulla caldaia e sulle tubazioni. Il carbonato di sodio è un elettrolita debole: disciolto in acqua forma una soluzione tampone di carbonato di sodio e bicarbonato di sodio. In questa soluzione si crea un equilibrio elettrolitico e, con il consumo dell'idrossido elettrolitico, l'equilibrio si sposta continuamente verso destra, quindi il pH presente nella reazione non subisce grandi variazioni.

Processo di idrolisi primaria del carbonato di sodio:

Na2CO3 Carbonato di sodio + H2O acqua = NaHCO3 bicarbonato di sodio + NaOH idrossido di sodio

Processo di idrolisi secondaria del carbonato di sodio:

NaHCO3 bicarbonato di sodio + H2O acqua = H2CO3 acido carbonico + NaOH idrossido di sodio

Equazione dello ione idrolizzato primario del carbonato di sodio:

(CO3) acido 2-carbonico +H2O acqua =HCO3- bicarbonato +OH- idrossido

Equazione dello ione idrolizzato secondario del carbonato di sodio:

HCO3- bicarbonato + H2O acqua = H2CO3 acido carbonico +OH- idrossido

3. Il principio di base dell'aggiunta di idrossido di sodio all'acqua della caldaia per regolare il valore del pH.

L'idrossido di sodio è anche chiamato soda caustica, soda caustica, soda caustica, soda caustica, solitamente in scaglie bianche, formula chimica NaOH, l'idrossido di sodio è fortemente alcalino, estremamente corrosivo.

Equazione di ionizzazione per l'idrossido di sodio: NaOH=Na++OH-

L'aggiunta di idrossido di sodio all'acqua della caldaia può stabilizzare la pellicola protettiva sulla superficie del metallo, migliorare il valore del pH dell'acqua di alimentazione della caldaia e dell'acqua del forno, risolvendo così il problema della corrosione causata dall'acqua addolcita con acido o dall'acqua demineralizzata sulla caldaia e sulle tubazioni, e proteggendo le apparecchiature metalliche dalla corrosione.

4. Vengono confrontati i vantaggi e gli svantaggi dell'utilizzo di carbonato di sodio o idrossido di sodio per regolare il valore del pH dell'acqua di alimentazione della caldaia.

4.1 La velocità di innalzamento del valore del pH con carbonato di sodio e idrossido di sodio per l'acqua di alimentazione della caldaia e il tempo di mantenimento dell'effetto d'uso sono diversi

La velocità di aggiunta di carbonato di sodio all'acqua di alimentazione della caldaia per aumentare il valore del pH è inferiore rispetto a quella dell'idrossido di sodio. Poiché il carbonato di sodio genera una soluzione tampone, presenta piccole fluttuazioni ed è relativamente stabile e facile da regolare. Tuttavia, l'intervallo di regolazione del pH è limitato. A parità di valore di pH, la quantità di carbonato di sodio da aggiungere sarà maggiore rispetto a quella di idrossido di sodio. L'effetto si mantiene a lungo e il pH dell'acqua non tende a diminuire facilmente.

L'idrossido di sodio è una base forte e un elettrolita forte. La sua elevata volatilità nella regolazione del pH fa sì che, dopo l'aggiunta di acqua, il pH aumenti facilmente. Questo permette di regolare il valore del pH in modo più rapido e diretto, ma è anche facile da alterare, quindi non bisogna esagerare con le dosi. Rispetto al carbonato di sodio, ne occorre una quantità molto inferiore per raggiungere il valore di pH desiderato. In altre parole, sebbene l'idrossido di sodio aumenti il ​​valore del pH, la quantità aggiunta non è elevata, quindi la capacità dell'acqua di neutralizzare l'acido del gruppo idrossido non aumenta di molto e il pH tende a diminuire rapidamente.

4.2 Il danno causato dall'aggiunta eccessiva di carbonato di sodio e idrossido di sodio per aumentare il valore del pH dell'acqua di alimentazione della caldaia è diverso

L'aggiunta di una quantità eccessiva di carbonato di sodio all'acqua della caldaia per regolarne il pH aumenta la concentrazione di sale e la conducibilità dell'acqua di cottura; inoltre, l'acqua di cottura contiene un'elevata quantità di ioni bicarbonato, che si decompongono facilmente in anidride carbonica quando riscaldata. La CO2 entra nello scambiatore di calore e nell'acqua di condensa insieme al vapore. Il carbonato di sodio non solo non è in grado di regolare il pH del vapore e dell'acqua di ritorno della condensa, ma ne riduce anche il valore, corrodendo lo scambiatore di calore e le tubazioni di condensa. Questo è il motivo per cui la concentrazione di ioni di ferro nell'acqua di ritorno della condensa supera la colorazione standard, che può essere gialla o rossa.

L'aggiunta di una quantità eccessiva di idrossido di sodio all'acqua del forno per regolare il valore del pH provoca un'alcalinità eccessiva dell'acqua di cottura, con conseguente formazione di condensa e soda. La quantità di idrossido di sodio è difficile da controllare e un eccesso di NaOH libero causa un'elevata alcalinità relativa, con conseguente fragilità alcalina e corrosione delle apparecchiature. L'autore ha osservato, presso la sede di un utente, un serbatoio di desalinizzazione in plastica rinforzata con fibra di vetro, pieno di rattoppi, corroso e perforato a causa dell'utilizzo di idrossido di sodio per regolare il valore del pH della desalinizzazione. L'idrossido di sodio non è in grado di regolare il valore del pH del vapore e dell'acqua di ritorno della condensa, né di controllare la corrosione delle apparecchiature e della rete di tubazioni del sistema di vapore e di ritorno della condensa.

4.3 La sicurezza del carbonato di sodio e dell'idrossido di sodio utilizzati nell'acqua di alimentazione della caldaia per aumentare il valore del pH è diversa

Il carbonato di sodio è relativamente blando, appartiene ai materiali per uso alimentare, presenta una bassa irritabilità e una lieve corrosione; normalmente può essere toccato con le mani, ma per un utilizzo prolungato è necessario indossare i guanti.

L'idrossido di sodio è un materiale pericoloso e corrosivo; la sua soluzione o la sua polvere, se schizzate sulla pelle, soprattutto sulle mucose, possono provocare la formazione di croste molli e penetrare nei tessuti profondi. Una bruciatura lascia una cicatrice. Gli schizzi negli occhi non solo danneggiano la cornea, ma anche i tessuti profondi dell'occhio. Pertanto, l'operatore deve applicare sulla pelle una pomata neutra e idrofobica e indossare indumenti da lavoro, maschere, occhiali protettivi, guanti di gomma, grembiuli di gomma, stivali di gomma alti e altri dispositivi di protezione individuale per svolgere al meglio il proprio lavoro.

Esistono casi d'uso e prove che dimostrano che l'idrossido di sodio e il carbonato di sodio, utilizzati alternativamente o in miscela, risultano più economici ed efficaci rispetto all'utilizzo di un singolo regolatore di pH. Quando il valore del pH dell'acqua di alimentazione della caldaia risulta troppo basso, è possibile aggiungere una quantità appropriata di idrossido di sodio per aumentarne rapidamente il valore. Dopo che l'idrossido di sodio si è completamente disciolto, si può aggiungere del carbonato di sodio per aumentare la concentrazione di carbonati nell'acqua. Questo può attenuare la diminuzione del valore del pH dell'acqua di alimentazione. Poiché è possibile aggiungere una maggiore quantità di carbonato di sodio, la capacità di mantenere i carbonati nell'acqua è maggiore, quindi solitamente il carbonato di sodio può essere utilizzato per mantenere il valore del pH dell'acqua di alimentazione e dell'acqua di cottura. Solo quando il valore del pH dell'acqua è troppo basso, l'autore raccomanda l'uso di idrossido di sodio per aumentarne rapidamente il valore, in modo che la miscelazione alternata dei due prodotti risulti economica ed efficace.